CN107556946A - 一种纸面专用纸管胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸面专用纸管胶，属于粘结剂技术领域。本发明将纳米二氧化硅，硅烷偶联剂和乙醇溶液搅拌混合反应，再经过滤，洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇超声分散，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液混合浸渍，再将浸渍后的玻璃纤维干燥至恒重，将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液混合浸泡，再将浸泡后的玻璃纤维干燥至恒重，得改性玻璃纤维；将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水搅拌混合，再加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，玻璃纤维和聚苯乙烯乳液搅拌混合，即得纸面专用纸管胶。本发明技术方案制备的纸面专用纸管胶具有优异的粘结性能的特点，促进其在更广阔的领域应用与发展。

Description

一种纸面专用纸管胶

技术领域

本发明公开了一种纸面专用纸管胶，属于粘结剂技术领域。

背景技术

随着生活水平的提高，纸制品业突飞猛进，纸管胶的用量也日益增大。例如，压敏胶带的纸管、纺织用的纱管、食品饮料的复合包装罐、塑料薄膜的卷管以及丝绸、布匹、纸品、皮革等的机械化生产卷管包装用纸管，都需要大量的纸管和卷筒。而作为上述产品的辅助材料，其纸管和卷筒必须有一种性能优异，粘结强度高的纸管胶以保证其质量。纸管用胶粘剂俗称纸管胶、纸筒胶等，是制作各种纸管、纸桶、纸罐及相关纸制品的一种专用胶粘剂。纸、布、塑料膜、金属箔等薄软材料，常用纸筒（纸管）卷绕成捆，做成纸筒芯卷状成品。这些纸筒一般是用牛皮纸或其它原料纸机械卷制卷、粘合而成，所用的黏合剂称为纸筒胶。

传统常用的纸管（筒）胶主要有明胶、糊化淀粉（包括氧化淀粉及改性淀粉）、聚醋酸乙烯乳液（白乳胶）、PVA溶液等。其中明胶、淀粉类胶粘剂由于粘接强度低、存放期短已基本不使用；聚醋酸乙烯乳液的初粘力较好，稳定性也较强，但醋酸乙烯是硬性单体，聚醋酸乙烯乳液的玻璃化温度较高，它形成的膜发脆。在冬天，由于温度较低，乳液粒子就不能聚集熔融形成完整的膜，而变成开裂状或粉状，以至冬天使用时，制作的纸管就会产生“抱管”现象。另外由于制造聚醋酸乙烯乳液的主要原料是醋酸乙烯，价格较为昂贵，所以聚醋酸乙烯乳液的生产成本较高，而且它粘接后的耐压强度差，因此，聚醋酸乙烯乳液的应用始终难以推广。纸管用胶还有一种是生产成本较低的淀粉胶，但淀粉胶的初粘力较低，干燥速度慢，不如聚醋酸乙烯乳液粘接力强，而且使用后容易发霉。

因此，粘结性能作为评价纸管胶性能一大标准，愈发受到人们的关注，只有不断提高纸管胶的粘结强度，才能提高其应用价值，扩大其应用范围。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统纸管胶粘结强度低，提供了一种纸面专用纸管胶。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种纸面专用纸管胶，是由以下重量份数的原料组成：50～60份聚乙烯醇，10～20份聚醋酸乙烯酯乳液，8～10份环糊精衍生物，0.01～0.02份纤维素酶，5～6份改性玻璃纤维，180～200水，5～6份聚苯乙烯乳液；

所述改性玻璃纤维的制备步骤为：

（1）按重量份数计，将10～20份纳米二氧化硅，20～40份硅烷偶联剂和80～100份乙醇溶液搅拌混合反应，再经过滤，洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：90～1：100超声分散，得改性纳米二氧化硅分散液；

（2）将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：15～1：20混合浸渍，再将浸渍后的玻璃纤维干燥至恒重，得浸渍玻璃纤维；

（3）将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：50～1：100混合浸泡，再将浸泡后的玻璃纤维干燥至恒重，得改性玻璃纤维；

所述纸面专用纸管胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水搅拌混合，再加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液搅拌混合，即得纸面专用纸管胶。

所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为20～30%。

所述环糊精衍生物为α-环糊精，β-环糊精或γ-环糊精中的任意一种。

步骤（1）所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

步骤（1）所述乙醇溶液质量分数为40～50%。

步骤（2）所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为10～14μm，直径为2～4μm。

所述聚苯乙烯乳液固含量为20～30%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明技术方案通过添加纤维素酶，在使用过程中，由于纤维素酶具有高效性和专一性，故而可分解纸表面的纤维素，纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，在分解过程中，纤维素中的碳氧键断裂，生成小分子葡萄糖，一方面，丰富了纸表面的孔隙率，使得改性玻璃纤维更容易嵌入纸中，增强体系的粘结强度，另一方面，纸表面存在更多羟基，能够于聚乙烯醇形成稳定的化学键合，增强体系的粘结强度；

（2）本发明技术方案通过添加纳米二氧化硅改性的玻璃纤维，并使其分散于纸面专用纸管胶体系中，玻璃纤维经改性后，表面吸附纳米二氧化硅，粗糙度得到提高，纤维之间的机械咬合力得以提高，从而提高粘结剂固化后的稳定性，另外，在热压使用过程中，一方面，表面吸附的纳米二氧化硅活性较高，首先与纸表面纤维素分解后的葡萄糖发生化学反应，形成化学键合，在反应过程中，部分玻璃纤维也参与其中，进一步提高产品的粘结强度，另一方面，使得部分玻璃纤维两端***纸纤维中，进一步提高产品的粘结强度；

（3）本发明技术方案通过玻璃纤维经改性后，再次用多巴胺溶液浸泡改性，增加了玻璃纤维表面的活性基团，使得玻璃纤维与纸面羟基形成稳定的化学键合，进一步提高产品的粘结强度。

具体实施方式

按重量份数计，将10～20份纳米二氧化硅，20～40份硅烷偶联剂和80～100份乙醇溶液加入烧杯中，于转速400～500r/min条件下，搅拌混合反应40～50min，得混合液，再将所得混合液过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼3～5次，得湿物料，随后将湿物料置于真空冷冻干燥箱进行干燥30～40min，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：90～1：100移至超声分散仪，于超声频率为70～85kHz条件下，超声分散20～30min，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：15～1：20混合浸渍4～5h，得浸渍玻璃纤维，将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：50～1：100转入单口烧瓶中，于转速400～500r/min条件下，搅拌混合浸泡40～50min，得浸泡玻璃纤维，随后将浸泡玻璃纤维移至恒温干燥箱，恒温干燥至恒重，即得改性玻璃纤维；按重量份数计，依次取50～60份聚乙烯醇，10～20份聚醋酸乙烯酯乳液，8～10份环糊精衍生物，0.01～0.02份纤维素酶，5～6份改性玻璃纤维，180～200份水，5～6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1200～1300r/min条件下高速搅拌混合40～50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1200～1300r/min条件下继续高速搅拌混合40～50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为20～30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精，β-环糊精或γ-环糊精中的任意一种。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述乙醇溶液质量分数为40～50%。所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为10～14μm，直径为2～4μm。所述聚苯乙烯乳液固含量为20～30%。

实例1

按重量份数计，将20份纳米二氧化硅，40份硅烷偶联剂和100份乙醇溶液加入烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合反应50min，得混合液，再将所得混合液过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，得湿物料，随后将湿物料置于真空冷冻干燥箱进行干燥40min，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：100移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：20混合浸渍5h，得浸渍玻璃纤维，将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：100转入单口烧瓶中，于转速500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得浸泡玻璃纤维，随后将浸泡玻璃纤维移至恒温干燥箱，恒温干燥至恒重，即得改性玻璃纤维；按重量份数计，依次取60份聚乙烯醇，20份聚醋酸乙烯酯乳液，10份环糊精衍生物，0.02份纤维素酶，6份改性玻璃纤维，200份水，6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1300r/min条件下高速搅拌混合50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1300r/min条件下继续高速搅拌混合50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550。所述乙醇溶液质量分数为50%。所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为14μm，直径为4μm。所述聚苯乙烯乳液固含量为30%。

实例2

按重量份数计，将20份纳米二氧化硅，40份硅烷偶联剂和100份乙醇溶液加入烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合反应50min，得混合液，再将所得混合液过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，得湿物料，随后将湿物料置于真空冷冻干燥箱进行干燥40min，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：100移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：20混合浸渍5h，得浸渍玻璃纤维，将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：100转入单口烧瓶中，于转速500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得浸泡玻璃纤维，随后将浸泡玻璃纤维移至恒温干燥箱，恒温干燥至恒重，即得改性玻璃纤维；按重量份数计，依次取60份聚乙烯醇，20份聚醋酸乙烯酯乳液，10份环糊精衍生物，6份改性玻璃纤维，200份水，6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1300r/min条件下高速搅拌混合50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1300r/min条件下继续高速搅拌混合50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550。所述乙醇溶液质量分数为50%。所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为14μm，直径为4μm。所述聚苯乙烯乳液固含量为30%。

实例3

按重量份数计，依次取60份聚乙烯醇，20份聚醋酸乙烯酯乳液，10份环糊精衍生物，0.02份纤维素酶，6份玻璃纤维，200份水，6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1300r/min条件下高速搅拌混合50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1300r/min条件下继续高速搅拌混合50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550。所述乙醇溶液质量分数为50%。所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为14μm，直径为4μm。所述聚苯乙烯乳液固含量为30%。

实例4

按重量份数计，将20份纳米二氧化硅，40份硅烷偶联剂和100份乙醇溶液加入烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合反应50min，得混合液，再将所得混合液过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，得湿物料，随后将湿物料置于真空冷冻干燥箱进行干燥40min，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：100移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：20混合浸渍5h，得浸渍玻璃纤维，随后将浸渍玻璃纤维移至恒温干燥箱，恒温干燥至恒重，即得改性玻璃纤维；按重量份数计，依次取60份聚乙烯醇，20份聚醋酸乙烯酯乳液，10份环糊精衍生物，0.02份纤维素酶，6份改性玻璃纤维，200份水，6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1300r/min条件下高速搅拌混合50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1300r/min条件下继续高速搅拌混合50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550。所述乙醇溶液质量分数为50%。所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为14μm，直径为4μm。所述聚苯乙烯乳液固含量为30%。

实例5

按重量份数计，将20份纳米二氧化硅，40份硅烷偶联剂和100份乙醇溶液加入烧杯中，于转速500r/min条件下，搅拌混合反应50min，得混合液，再将所得混合液过滤，得滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼5次，得湿物料，随后将湿物料置于真空冷冻干燥箱进行干燥40min，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：100移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得改性纳米二氧化硅分散液；将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：20混合浸渍5h，得浸渍玻璃纤维，将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：100转入单口烧瓶中，于转速500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得浸泡玻璃纤维，随后将浸泡玻璃纤维移至恒温干燥箱，恒温干燥至恒重，即得改性玻璃纤维；按重量份数计，依次取60份聚乙烯醇，20份聚醋酸乙烯酯乳液，10份环糊精衍生物，0.02份纤维素酶，6份改性玻璃纤维，200份水，6份聚苯乙烯乳液，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水加入混料机中，于转速1300r/min条件下高速搅拌混合50min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液，于转速1300r/min条件下继续高速搅拌混合50min，即得纸面专用纸管胶。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为30%。所述环糊精衍生物为α-环糊精。所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550。所述乙醇溶液质量分数为50%。所述玻璃纤维为普通玻璃纤维。所述聚苯乙烯乳液固含量为30%。

对比例：高邮市某纸管胶加工厂生产的纸管胶。

将实例1至5所得的纸面专用纸管胶及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：

1.粘度：用旋转粘度计在30℃下按GB2794测定方法测定。

2.粘接强度：取25mm×100mm的卷管纸二张，将其中的一张均匀的涂刷一层纸管胶，然后与另一张纸粘合，立即用胶辊滚压一遍，30秒后剥离，观察到纸纤维全部被破坏为合格。

具体检测结果如表1所示：

表1

检测项目	粘度（30℃）/mPa·s	粘结强度
			实例1	21304	卷管纸/卷管纸粘合后30S后撕开纸纤维全破坏
实例2	20139	卷管纸/卷管纸粘合后30S后撕开纸纤维全破坏
			实例3	18465	卷管纸/卷管纸粘合后30S后撕开纸纤维全破坏
实例4	17942	卷管纸/卷管纸粘合后30S撕开纸纤维全破坏，但15℃以下凝胶后不能使用，失去粘性
			实例5	18034	卷管纸/卷管纸粘合后30S撕开纸纤维全破坏，但15℃以下凝胶后不能使用，失去粘性
对比例	15084	卷管纸/卷管纸粘合后30S撕开纸纤维部分破坏，但15℃以下凝胶后不能使用，失去粘性

由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的纸面专用纸管胶具有优异的粘结性能的特点，对其在更广阔的领域应用与发展具有促进作用。

Claims (7)

1.一种纸面专用纸管胶，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：50～60份聚乙烯醇，10～20份聚醋酸乙烯酯乳液，8～10份环糊精衍生物，0.01～0.02份纤维素酶，5～6份改性玻璃纤维，180～200水，5～6份聚苯乙烯乳液；

所述改性玻璃纤维的制备步骤为：

（1）按重量份数计，将10～20份纳米二氧化硅，20～40份硅烷偶联剂和80～100份乙醇溶液搅拌混合反应，再经过滤，洗涤和干燥，得改性纳米二氧化硅，再将所得改性纳米二氧化硅与无水乙醇按质量比为1：90～1：100超声分散，得改性纳米二氧化硅分散液；

（2）将玻璃纤维与改性纳米二氧化硅分散液按质量比为1：15～1：20混合浸渍，再将浸渍后的玻璃纤维干燥至恒重，得浸渍玻璃纤维；

（3）将浸渍玻璃纤维与多巴胺溶液按质量比为1：50～1：100混合浸泡，再将浸泡后的玻璃纤维干燥至恒重，得改性玻璃纤维；

所述纸面专用纸管胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，先将聚乙烯醇，环糊精衍生物和水搅拌混合，再加入聚醋酸乙烯酯乳液，纤维素酶，改性玻璃纤维和聚苯乙烯乳液搅拌混合，即得纸面专用纸管胶。

2.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为20～30%。

3.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：所述环糊精衍生物为α-环糊精，β-环糊精或γ-环糊精中的任意一种。

4.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：步骤（1）所述硅烷偶联剂型号为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

5.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：步骤（1）所述乙醇溶液质量分数为40～50%。

6.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：步骤（2）所述玻璃纤维为超细玻璃纤维；所述超细玻璃纤维长度为10～14μm，直径为2～4μm。

7.根据权利要求1所述一种纸面专用纸管胶，其特征在于：所述聚苯乙烯乳液固含量为20～30%。